تـاریخـچـه و شناخت سیستم LSF
سابقه استفاده از فولاد نورد سرد در ساختمان به بیش از ۱۵۰ سال پیش بر می گردد. با این وجود فعالیت در سطح گسترده در این صنعت پس از انجام تحقیقات آکادمیک در حدود سالهای ۱۹۵۰ میلادی و با انتشار اولین ویرایش << ضوابط طراحی برای اعضای سازه ای فولاد سرد نورد شده>> توسط موسسه آهن و فولاد آمریکا (ASIS) رونق بیشتری بخود گرفت.استفاده از مقاطع نورد سرد، بدلیل گستردگی مقاطع، سبکی وزن، سهولت اجرا و ….، به سرعت در ایالات متحده امریکای شمالی ، اروپا و شرق آسیا گسترش یافت.در ایران علی رغم اجرای پروژه هایی با استفاده از مقاطع فولادی نورد سرد در سالهای ۱۳۵۰ و بعد از آن و توسط شرکت های عمدتا خارجی، بیشترین پیشرفت این سیستم به لحاظ سرعت و رعایت مسائل انرژی به چند سال گذشته بر می گردد.
سیـستم LSF چیست ؟
سیستم قاب های سبک فولادی ( Light weight Steel Frames ) با نام اختصاری LSF از مقاطع سرد نورد شده فولادی یا CFS (cold formed steel) ساخته می شود. اجزای مورد استفاده در این سیستم، نیمرخ های فلزی حاصل از نورد سرد ورق های فولادی با ضخامت های ۰٫۴۵ تا ۲٫۵ میلی متر می باشد.جهت محافظت این عناصر در مقابل زنگ زدگی و خوردگی از آلیاژ روی به ضخامت ۴۰ تا ۱۲۰ میکرون استفاده می شود.
سیستم قاب سبک فلزی، در قالب کلی سیستم های دیوار باربر قرار می گیرد. عناصر باربر ثقلی متشکل از مقاطع منفرد و یا ترکیبی و عمدتا c یا u شکل و یا ترکیب این مقاطع می باشند. دیوار ها از آرایش اجزای عمودی c شکل (استاد) به فواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتیمتر که در بالا و پایین در داخل اجزای افقی u شکل (رانر یا تراک) مهار شده اند تشکیل می شود.
اجزای باربر سقف نیز عمدتا با استفاده از مقاطع منفرد و یا ترکیبی u ,c و z شکل وبه فواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتیمتر می باشد. سقف نهایی نیز غالبا به صورت شیبدار و با استفاده از خر پاهای متشکل از پروفایل های سرد نورد اجرا می گردد.
اتصالات در سیستم قاب سبک فلزی معمولا به صورت سرد و با پیچ های خودکار سر مته ای انجام می شود. در موارد محدود امکان استفاده از انواع اتصلات دیگر مثل پیچ و مهره، پرچ یا جوش نیز مقدور می باشد.
دلایـل استفـاده از LSF
نیاز رو به رشد مسکن، احداث شهرک ها و شهرهای جدید و توجه به سرعت، اقتصاد مهندسی، کیفیت ساخت و صرفه جویی در مصرف انرژی زمینه ورود تکنولوژی های نوین ساخت را در صنعت ساختمان فراهم نمود.
سیستم قاب سبک فلزی (Light weight Steel Framing) با نام اختصاریLSF، علی رغم قدمت کم این سیستم نسبت به سیستم های متعارف ساختمانی، به دلیل ویژگی های منحصر بفرد خود به سرعت توانست توجه کارفرمایان، مهندسین و مجریان این صنعت را به خود جلب نماید.
سیستم LSF به دلیل سهولت و سرعت در تولید و اجراء، کیفیت ساخت، سبک سازی، رعایت مسائل مرتبط با انرژی و محیط زیست توانسته است جایگاه ویژه ای در انبوه سازی و صنعت ساخت و ساز کشورهای پیشرفته کسب نماید، طبق تحقیقات بعمل آمده استفاده از سیستم LSF علاوه بر افزایش سرعت اجراء بمیزان حداقل دو برابر، منجر به ۴۰ درصد کاهش در فولاد مصرفی پروژه ها خواهد شد. به دلیل کاهش زیاد وزن و اتلاف اندک مصالح نسبت به شیوه های سنتی، این سیستم گزینه مناسبی برای انبوه سازی بشمار می آید. همچنین بدلیل وزن کم ساختمان، این سیستم به عنوان یکی از گزینه های مناسب برای کشورهای زلزله خیر به شمار می آید.
مـزایـای LSF
کاهش وزن ساختمان و در نتیجه کاهش اثر نیرو های لرزه ای
عملکرد لرزه ای مناسب
کاهش قابل توجه در زمان ساخت
بازگشت سریعتر سرمایه اولیه
اقتصادی شدن ساخت مسکن
سازگاری با محیط زیست و رعایت اصول ساخت و ساز پایدار
دوام و پایداری سازه و افزایش عمر مفید ساختمان
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ساختمان
افزایش درجه نامعینی سازه و در نتیجه افزایش پایداری
حمل و نقل اقتصادی
قابلیت بازیافت مصالح
سادگی در پیش ساختگی و تولید انبوه
نصب سریع و آسان
عدم وجود تاخیر های ناشی از شرایط آب و هوایی در تولید، ساخت و نصب سازه
امکان تولید مدولار و پیش ساخته سازی
دقت بالا در اجرای جزئیات
سهولت تامین الزمات مبحث ۱۹
وجود فضای مناسب جهت عبور تاسیسات
قابلیت استفاده از مصالح مقاوم در برابر اشتعال
رفتـار سـازه ای سیسـتم
باربری سیستم LSF و انتقال نیروهـا
الف)بارهای ثقلی:
بارهای ثقلی توسط المان های سقف به المان های باربر وارد شده و نهایتاً توسط پی به زمین انتقال می یابند.
ب)بـارهـای جـانبی:
کف های صلب نیروهای جانبی وارده را به قاب ها و دیواره ها منتقل می کنند.
با مهار کردن قاب ها در امتدادهای طولی و عرضی ساختمان می تواند به مقاومت سازه در برار نیروهای جانبی دست یافت.
در این سیستم ساخت، مهارکردن قاب ها و یا پانل هایی که بادبندی شده اند،
به دیوارهای برشی(Shear Wall) نامگذاری می شوند. قابل بیان اینکه نام دیوار برشی عنوان شده منظور فقط دیوار بتنی مسلح که در سیستم های بتنی استفاده می شود نبوده بلکه یک نام عمومی است که برای دیوارهای مهاربند شده استفاده می گردد. در این روش ساخت عناصر باربر و سازه ای در مقابل بارها، به پانل های دیواری و سقفی و دیوارهای برشی تقسیم بندی می شوند.
